Langs de Nederlandse kust en op zee zijn de afgelopen jaren verschillende grote projecten opgestart of uitgevoerd waarvan de effecten op de mariene natuur zijn gemonitord. Deze evaluaties konden echter vaak geen antwoord geven op de te ruime en meer onderzoeksmatig geformuleerde monitoringsdoelen. De lessons learned zijn op een rij gezet en vertaald naar een pleidooi voor een meer programmatische en integrale aanpak.
A R JEN BO ON Dr. A.R. Boon
Unit Zee- en Kustsystemen (ZKS), Deltares, Postbus 177, 2600 MH Delft
Pleidooi voor meer programmatisch en integraal denken en meten
Forum
De mariene projecten waar het hier over gaat kenmer-ken zich door relatief grote ingrepen of maatrege-len waarvan een meetbaar effect op het mariene mili-eu wordt verwacht. Begin van deze emili-euw zijn twee off-shore windparken gebouwd: Egmond aan Zee (OWEZ) en Amalia. De Tweede Maasvlakte (MV2) is aangelegd, waarbij ter compensatie een deel van de Voordelta werd gevrijwaard van (kleine) boomkorvisserij (Van Leeuwen, 2008). Vanaf de negentiger jaren van de vorige eeuw zijn vooroeversuppleties op onze kusten gemonitord en re-centelijk is de Zandmotor aangelegd om de effecten van een megasuppletie op onder meer kustveiligheid en na-tuur te kunnen bestuderen.
De monitoring van deze zogenaamde grote mariene projecten richtte en richt zich op de hydrodynamica, se-dimentmorfologie en biologische onderdelen van het mariene systeem. Dat heeft informatie opgeleverd over veranderingen in het mariene systeem. Geprobeerd is deze te relateren aan de verrichte ingrepen. Echter, de monitoringsdoelen die bij deze projecten werden opsteld waren vaak ruimer en meer onderzoeksmatig ge-formuleerd dan die waar de uitgevoerde monitoring een antwoord op kon en kan geven.
Hieronder zullen de projecten en hun monitoring kort worden beschreven. Daarbij wordt ingegaan op verschil-lende aspecten van het monitoringsproces en de inte-gratie daarvan in het vaak bredere vraagstuk waarvan de monitoring deel uitmaakt. De lessen die geleerd zijn
wat betreft opzet, uitvoering en effectiviteit van de mo-nitoring zijn op een rij gezet en vertaald naar een plei-dooi voor een toekomstige aanpak van de monitoring van grote (mariene) projecten.
Recente mariene projecten en monotoring
De monitoringsdoelen van de meeste projecten varië-ren van zeer abstract tot goed meetbaar. Bij de compen-satie van MV2 diende bijvoorbeeld een toename van de bentische biomassa met 10% te worden gerealiseerd. Maar de meerwaarde voor de natuur die het pilotpro-ject Zandmotor moet opleveren, is niet nader gekwan-tificeerd en wordt geïnterpreteerd als een toename van (langlevende) bodemdiersoorten en juveniele vis. Juist het ontbreken van de causale en logische redenering van abstracte doelen naar meetbare veranderingen die door het voorgestelde meetplan kunnen worden aan-getoond, is een belangrijke oorzaak van het niet beha-len van de vooropgestelde monitoringsdoebeha-len bij veel van deze projecten. Daarnaast is in veel projecten geen grondige analyse gemaakt van de vaststaande versus de veronderstelde causale relaties en is geen consistente en duidelijke terminologie gehanteerd (conceptueel-propositionele analyse, zie Ford, 2000). De veronder-stelde relaties dienen onderdeel te zijn van de te toetsen hypothesen en de monitoring dient mede daarop te zijn afgestemd. Hypothesen dienen zich dus te richten op de aard en mate van een specifiek type effect inclusief
Monitoring van marien-ecologische
projecten
Foto Mark van Veen duinen van Schoorl nabij De Kerf met zandsuppletie in de achtergrond.
Figuur 1 beleid, beheer en onderzoek in een itera-tieve cyclus.
een nauwe samenwerking van beleidsmakers, beheer-ders en onderzoekers te worden gemaakt. Daar waar beheervraagstukken worden uitgewerkt in meetplan-nen is vaak wederzijdse sturing nodig. Enerzijds worden de monitoringsdoelen, opgesteld door beleidsmakers en beheerders, getoetst door de onderzoekers: zijn de doe-len wel realistisch gezien het functioneren van het sys-teem en de onzekerheid in kennis, en kunnen de doelen wel goed gemeten worden. Anderzijds wordt het voor-gestelde meetplan getoetst door de beleidsmakers en de beheerders op effectiviteit en efficiëntie: ligt de nadruk in het onderzoek wel op de juiste onderwerpen en is de resolutie wel zoals gewenst.
In de probleemanalyse wordt een overzicht gemaakt van de bekende (axiomatische) en verwachte (propositione-le) effecten van de ingreep. Op basis hiervan (state of the art-kennis) dient het duidelijk te worden wat de aard en reikwijdte is van de verwachte effecten.
Meetstrategie: onderzoek versus monitoring
Er is vaak onduidelijkheid over de toepassing van het be-grip ‘monitoring’ binnen projecten zoals hierboven ge-noemd. Monitoring draait strikt genomen om het volgen van trends: “Monitoring is an intermittent (regular or
irregu-lar) series of observations in time, carried out to show the extent of compliance with a formulated standard or degree of deviation from an expected norm” (JNCC, 2004). Echter, veel
monito-ringsdoelen en gekoppelde hypothesen zijn gericht op het verkrijgen van meer begrip van natuurlijke proces-sen en ingreep-effect relaties. Zo was binnen het com-pensatieproject MV2 het stoppen van de boomkorvisse-rij gekoppeld aan de ontwikkeling van meer bentische biomassa (doelstelling plus 10%). Die relatie moest ge-monitord worden zonder dat vastgesteld was of vermin-dering van de visserijdruk ook daadwerkelijk tot een ho-gere bentische biomassa zou leiden. Hier werd dus onte-de gewenste betrouwbaarheid van onte-de meetresultaten.
Om monitoring tot een bevredigend einde te brengen moet bij een project duidelijk zijn welke keuzes vooraf zijn gemaakt in de doelen, hypothesen en monitoring en, achteraf, hoe en in welke mate de resultaten hebben bijgedragen aan de toetsing van de hypothesen en het behalen van de doelen. Daartoe dient een ingreep of een beheermaatregel te worden opgevat als een toegepast wetenschappelijk experiment – juist voor beheervraag-stukken is dit een relevante aanpak (Atkins et al., 2011; Elliott, 2013) – dat is uitgewerkt naar probleemanalyse, experimentele opzet en meetstrategie, en synthese (fi-guur 1).
Probleemanalyse: integratie van monitoring
Integratie van monitoring in beleid- en beheerproces-sen is een belangrijke voorwaarde voor het welslagen van grote monitoringsprojecten (zie figuur 1). Vooral de probleemanalyse – op basis waarvan de verschillen-de monitoringsdoelen worverschillen-den geformuleerd – dient in
Beheer
Wat willen ze bereiken met deze maatregel? START Kennisvragen Beleidsontwikkeling Projectevaluatie Resultaten Kennisleemten Risicoanalyse, prioritering Probleemanalyse Onderzoek
Synthese van de resultaten: beantwoording van de projectdoelen
Onderzoek
Wat moeten we dan weten, wat weten we al?
Beheer & Onderzoek
Masterplan: wat zijn de grote onderzoeksvragen?
Beheer & Onderzoek
Projectdoelen formuleren Hypothesevorming Meetstrategie
Beheer & Beleid
Aanpassen van project- doelen, beheerdoelen en beleid
Figuur 2 duale benade-ring mariene monitobenade-ring van grote projecten metingen uiteengezet. In veel gevallen kan niet aan de
vereisten voor een BACI worden voldaan. Alternatieve methoden om effecten van ingrepen in het veld te be-palen zijn nodig, zoals gradiëntanalyse en metingen in combinatie met modellen. Wellicht dient ook de nood-zaak te worden bijgesteld om een ingreep op een klein gebied in een van nature sterk variabel en open systeem statistisch significant te willen kunnen toetsen binnen een relatief korte termijn. Zeker bij projecten waarbij de doelstellingen om aanvullende kennis vragen lijkt een meer onderzoeksmatige aanpak zinvoller dan trendge-richte monitoring.
Meetstrategie: ruimtelijke en temporele
variatie
De natuurlijke variabiliteit in ruimte en tijd van het te monitoren en onderzoeken systeem is een bekend, maar vaak niet expliciet meegenomen factor in het opzetten van meetplannen. Het vaststellen van die variabiliteit is vaak lastig vanwege het open en sterk wisselende karak-ter van het mariene systeem.
Bij monitoring dienen het meetmoment en de meetfre-quentie bepaald te worden aan de hand van de tijdschaal waarop het veronderstelde effect zich afspeelt. Voor recht van een aanname een axioma gemaakt, en de
mo-nitoring diende dus eigenlijk een onderzoekscomponent te bezitten. Bij de monitoring van OWEZ was bepaling van het effect van het windpark op benthos en vis een van de doelen. Dit had een gerichte en liefst kwantita-tieve doelstelling moeten zijn met een vastgestelde be-trouwbaarheid in het meetresultaat, gebaseerd op een gedetailleerde analyse van de bekende en veronderstel-de relaties tussen ingreep en biologische componen-ten. Evaluatie van de resultaten gaf dan ook aan dat het merendeel van de monitoringsdoelen niet gehaald was (Boon & Langenberg, 2010). Ook hier was niet duidelijk gemaakt of de monitoring erop was ingericht om dit ef-fect te kunnen meten.
Zoals uit het bovenstaande blijkt, is veel monitoring die is en wordt uitgevoerd feitelijk geen strikte monitoring te noemen. Bij alle grote mariene projecten dient in prin-cipe een onderscheid te worden gemaakt tussen metin-gen voor het vaststellen van trends en metinmetin-gen voor hypothesetoetsing. Deze duale aanpak dient een stan-daardbenadering te worden in dergelijke projecten (zie figuur 2).
Meetstrategie: operationalisering
Bij verschillende projecten kan worden geconstateerd dat de monitoring niet voldoet aan het gestelde monito-ringsdoel: te weinig monsterlocaties en/of te weinig re-ferentiegebieden om dit doel in statistische zin te kun-nen bereiken. De vraag is gerechtvaardigd of dit altijd kan en moet worden gerepareerd. Vaak wordt het BACI-stramien (Before-After, Control-Impact) gebruikt voor mo-nitoringsdoeleinden, maar is de natuurlijke variatie in het gebied te groot om binnen de gestelde budgetten de gewenste betrouwbaarheid in de trendanalyse te berei-ken. Hurlbert (1984) en Underwood (1992; 1994) hebben de problematiek omtrent het gebruik van BACI in
veld-Monitoring via twee sporen
Monitoring van grote mariene projecten dient idealiter te worden uitgevoerd langs twee parallelle sporen
Trendmonitoring
• Gericht op a posteriori effectbepaling van trendmatige veranderingen
• Gericht op waarnemen van effecten • Ruimelijk specifiek
• Vaak wettelijk verplicht
• Gericht op oorzaak-gevolgrelaties van geselecteerde a priori gedefinieerde effecten • Gericht op begrijpen van effecten • Ruimelijk generiek
• Vaak niet wettelijk verplicht Onderzoek
om de ruimtelijke relaties zoals connectiviteit, migra-tie en rekolonisamigra-tieprocessen. In het kader van het re-centelijk gepubliceerde monitoringsprogramma voor de Kaderichtlijn Mariene Strategie (Rijkswaterstaat, 2014) worden ruimtelijke gegevens over de structuur van be-paalde onderdelen van het mariene ecosysteem verza-meld. De kennisleemten zullen hierdoor echter naar verwachting niet gevuld worden. Daarvoor is deze mo-nitoring – een samenstelling van al bestaande meet-plannen – teveel gericht op trendmonitoring en op een ander doel, namelijk rapportage in het kader van de Kaderrichtlijn Mariene Strategie.
Synthese
De synthese (ook evaluatie genoemd) is het derde grote onderdeel binnen de monitoring van een project. Bij dit onderdeel dienen de meetresultaten binnen een project weer samen te komen in de toetsing van de hypothesen en de beantwoording van de monitoringsdoelen. Het syntheseproces is de ‘kwaliteitstoets’ van het project en doorloopt de gehele cyclus van een project: is de mo-nitoring verlopen zoals verwacht, zijn de monsters c.q. data van de verwachte kwaliteit, en na analyse van de ge-gevens: leveren de gegevens de informatie op die nodig is om de vragen te kunnen beantwoorden en de hypo-thesen te toetsen? Een dergelijke evaluatie is ook nodig om de uitvoering (of de vraagstelling) van een project te kunnen bijstellen. Adaptiviteit van het monitorings- of onderzoeksplan is soms noodzakelijk om aan de ge-wenste kwaliteit te kunnen voldoen en/of de gege-wenste vragen te kunnen beantwoorden.
De transparante, logische en consistente toepassing van het proces van probleemanalyse, operationalisering en synthese/evaluatie is van groot belang om de keuzes bin-nen een project en de gevolgen ervan voor monitoring en onderzoek expliciet te maken. Daarmee wordt het voor trendmonitoring van benthos worden vaak monsters
genomen aan het eind van de zomer. Het idee hierachter is dat dit moment de minste (ongewenste, niet trendma-tige) variatie te zien geeft tussen jaren. Voor bepaling van productieparameters (biomassa, groei) daarentegen zal het najaar juist het minst geschikte moment zijn; dit zijn processen die zich in een groeiseizoen, voorjaar en zomer, manifesteren. Temporele variatie speelt ook op de lange termijn een belangrijke rol. Veel projectmoni-toring dient een antwoord te geven op een termijn van vijf jaar. Echter, een succesvolle broedval van schelpdie-ren is een fenomeen dat zich zeer onregelmatig voordoet (Beukema et al., 2010; Cardoso, 2007). De effecten van een ingreep kunnen langer op zich laten wachten dan de duur van een monitoringsplan.
De ruimtelijke schaal speelt vaak een beperkte rol in de opzet van de monitoring. Er wordt (impliciet) vanuit ge-gaan dat relevante processen zich vooral lokaal afspe-len en dat processen van buitenaf een evenredige in-vloed hebben op zowel impact- als controlegebied. Dit is vaak niet het geval en bovendien is het lastig om (vol-doende) goede controlegebieden te verkrijgen. Zo bleek bij OWEZ dat de invloed van gradiënten van ondiep naar diep en noord naar zuid belangrijk was in het vaststel-len van verschilvaststel-len tussen controle- en impactgebieden (Bergman et al., 2012). Voorts is vaak informatie nodig over processen van verschillende ruimtelijke schalen – niet alleen lokale – om monitoringsresultaten te kun-nen duiden (Boon et al., 2010). Om bijvoorbeeld het effect van windparken op vis, vogels en zeezoogdieren te be-grijpen is het belangrijk om te weten wat de migratie- of trekroutes zijn van de soorten op dagelijkse en seizoens-basis, hun afhankelijkheid van rust-, voortplantings- en foerageerhabitats, hun gedrag ter plaatse et cetera. Voor minder mobiele soorten zoals bodemdieren is dergelij-ke informatie even goed nodig, alleen gaat het hier dan
voor strikte monitoring ook niet nodig is. Immers, mo-nitoring richt zich op trendmatige veranderingen van re-levante parameters (indicatoren) en zoekt geen verkla-ring voor de waargenomen fenomenen (die is al bekend). Toch is het van belang om te realiseren dat een inter-disciplinaire aanpak en een systeembenadering nodig zijn om te begrijpen welke ingreep-effect relaties nen) optreden en te verklaren welke trends zich (kun-nen) voordoen. Beter zou zijn om dit een structureel on-derdeel te laten zijn van elk monitoringsplan. Dit vraagt wel om aanpassing van monodisciplinaire metingen: de resolutie waarmee stroming en sedimentbewegingen worden gemonitord voor kustveiligheid is vaak een an-dere dan die voor de effectbepaling op organismen. De de betrokkenen binnen en buiten het project duidelijk
op basis waarvan doelen zijn gesteld, hypothesen zijn geformuleerd en voor een bepaalde monitoringsstrate-gie is gekozen.
Interdisciplinariteit en systeembenadering
In alle gevallen van ingrepen in het natuurlijk systeem beperken de effecten zich niet tot een enkele discipline zoals hydrodynamica, morfologie of biologie. Veel ef-fecten vinden plaats als gevolg van een interactie tussen de verschillende compartimenten water, bodem en or-ganismen. Dit zal voor de meesten een open deur zijn, maar toch wordt dit in veel monitoringsplannen niet voldoende meegenomen. De logica hierachter is dat dit
Foto Jerry van Dijk jerry-vandijk.com. De zandmo-tor aan de Britse kust.
programmatische, geïntegreerde aanpak een behoorlij-ke verhoging van effectiviteit en efficiëntie kan worden verkregen.
In een deel van de monitoringsplannen van mariene in-grepen komt dit nu langzaam op gang. In 2010 is voor de monitoring en onderzoek van de ecologische effecten van windparken op zee een dergelijk plan geschreven, een zogenaamd masterplan (Boon et al., 2010). In 2010 en 2011 zijn op basis van dit plan monitorings- en on-derzoeksstudies gestart die de grondslag vormen voor de huidige milieueffectstudies. De financiering van der-gelijke studies dient nog een meer solide basis te krijgen om dit ook te kunnen doorzetten. In België is dit al wel gelukt. Wat aan de aanpak in België opvalt is dat ook het onderzoeksmatige deel van het veldwerk naar effec-ten op bodemdieren en vissen serieuze aandacht krijgt (Degraer & Brabant, 2012). Dat is in Nederland voorals-nog niet van de grond gekomen. De aanpak van vooroe-versuppleties (Ameland) heeft een meer onderzoeksma-tige benadering, maar deze dient verder te worden uitge-bouwd omdat het karakter ervan nog sterk projectmatig is: korte termijn, kleine schaal, trendmatig. Het moni-toringsproject van de Zandmotor zou een geïntegreerd onderdeel van datzelfde vraagstuk moeten worden. De aan de Zandmotor gekoppelde onderzoeken NatureCoast en NEMO zijn met name ontwikkeld om fundamentelere zaken rondom de morfologische en ecologische effecten uit te zoeken, maar de integratie met de ecologische op-timalisatie van de suppletiepraktijk dient nog te blijken. De vraag is of de Nederlandse overheid een dergelijke programmatische aanpak zelf dient te organiseren, of dat dit via marktwerking ook tot stand kan komen. Geen van beide methoden geeft een garantie op succes. De ervaring leert dat een versnippering van werk over verschillende marktpartijen in combinatie met een (te) relaties tussen water en sediment zijn in het geval van
zandsuppleties essentieel, maar de schaal waarop me-tingen plaatsvinden zijn niet erg informatief voor ecolo-gische processen. De relaties tussen het sediment en de biologie van bodemdieren en vissen worden vaak alleen correlatief geduid met ecotoopkaarten, maar de verkla-rende werking daarvan is beperkt (Brown et al., 2011). De ontwikkeling van kennis over het functioneren van het systeem is dus afhankelijk van hoe metingen in de verschillende compartimenten op elkaar worden afge-stemd. Dit vraagt om afstemming vooraf aan de uitvoe-ring van een studie; er kan niet worden volstaan met in-tegratie achteraf.
Programmatische aanpak
Om verschillende redenen, waarvan de meeste hier-boven al zijn genoemd, is het van groot belang om het denken over metingen naar de ecologische effecten van mariene ingrepen en/of het herstel van de natuur in een meer programmatisch kader te plaatsen. De kennis om de effecten van ingrepen te begrijpen kan niet binnen de ruimte en tijd van een enkel project worden verkre-gen, en de resultaten van metingen binnen een enkel project kunnen van belang zijn voor andere projecten. Daarnaast is het belangrijk om de benodigde informa-tie binnen de verschillende projecten aan elkaar te re-lateren, en in te zien dat een deel van deze informatie op een grotere schaal dan alleen die van het project ver-kregen dient te worden. Dit is uiteraard van belang als het gaat om projecten van dezelfde aard, zoals kustsup-pleties, of windparken op zee, maar ook voor projecten van verschillende aard kan informatiedeling nodig zijn. Samenwerking met onze buren dient hiervan onderdeel te zijn, mede in het kader van cumulatieve effecten: de Duitsers, Belgen en Britten zijn met vergelijkbare stu-dies bezig. Niet onbelangrijk is dat met een dergelijke
de monitoringsprojecten al wel aanwezig. Het is voor de nabije toekomst van belang dat er duidelijke regie komt op een geïntegreerde en systematische aanpak om de huidige monitoringspraktijk verder te ontwikke-len. Monitoring en toegepast onderzoek dienen hand in hand te gaan om onze kennis over het functioneren van ons mariene ecosysteem te doen groeien en de effecten van ons handelen daarop (en daarmee het beleid en be-heer) te optimaliseren.
projectmatige aanpak zonder een consolidatie en vooral ook openbaar delen van opgedane kennis, leidt tot col-lectief geheugenverlies. Het is noodzakelijk dat de or-ganisatie en uitvoering van monitoring en onderzoek op een gestructureerde wijze wordt aangepakt met in-achtneming van bovengenoemde onderdelen en de sa-menhang daartussen. Resultaten dienen gestructureerd te worden opgeslagen en in samenhang te worden ge-evalueerd. Verschillende elementen zijn in
verschillen-Literatuur
Atkins, J.P., D. Burdon, M. Elliott & A.J. Gregory, 2011. Management of the marine environment: integrating ecosystem ser-vices and societal benefits with the DPSIR framework in a systems approach. Marine pollution bulletin, 62: 215–26.
Bergman, M., G. Duineveld, R. Daan, M. Mulder & S. Ubels, 2012. Impact of OWEZ wind farm on the local macrobenthos community. Den Burg. NIOZ.
Beukema, J., R. Dekker & C. Philippart, 2010. Long-term variabil-ity in bivalve recruitment, mortalvariabil-ity, and growth and their contribu-tion to fluctuacontribu-tions in food stocks of shellfish-eating birds. Marine Ecology Progress Series, 414: 117-130.
Boon, A. & V. Langenberg, 2010. Beschrijving stand van Leerdoelen MEP-NSW zaken. Delft. Deltares.
Boon, A.R., R. ter Hofstede, C. Klok, M. Leopold, G. Blacquiere, M.J.M. Poot, R.A. Kastelein & C.J. Camphuysen, 2010. Monitoring and researching ecological effects of Dutch offshore wind farms - Masterplan. Delft. Deltares.
Brown, C.J., S,J, Smith, P. Lawton & J.T. Anderson, 2011. Benthic habitat mapping: A review of progress towards improved understand-ing of the spatial ecology of the seafloor usunderstand-ing acoustic techniques. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 92: 502–520.
Cardoso, J.F.M.F., 2007. Growth and Reproduction in Bivalves - An energy budget approach. Groningen. State University of Groningen. Degraer, S. & R. Brabant (eds.), 2012. Offshore wind farms in the Belgian part of the North Sea Heading for an understanding of envi-ronmental impacts. Brussels. Royal Belgian Institute for Natural Sciences.
Elliott, M., 2013. The 10-tenets for integrated, successful and sus-tainable marine management. Marine pollution bulletin, 74: 1-5.
Ford, E.D., 2000. Scientific method for ecological analysis. Cambridge. Cambridge University Press.
Hurlbert, S.H., 1984. Pseudoreplication and the design of eco-logical field experiments. Ecoeco-logical Monographs, 54: 187–211. JNCC, 2004. Common Standards Monitoring - Introduction to the Guidance Manual. Peterborough. JNCC.
Leeuwen, S.J. van, 2008. Natuurcompensatie in de Voordelta bij de aanleg van de Tweede Maasvlakte - Achtergrondrapport bij de Natuurbalans 2008. Bilthoven. PBL.
Rijk swaterstaat , 2014. Mar iene Strategie voor het Nederlandse deel van de Noordzee 2012-2020, Deel 2 KRM-monitoringprogramma. Den Haag.
Underwood, A.J., 1992. Beyond BACI: the detection of environ-mental impacts on populations in the real, but variable, world. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 161: 145-178. Underwood, A.J., 1994. On beyond BACI - sampling designs that might reliably detect environmental disturbances. Ecological Applications, 4: 3-15.
